チューリッヒ工科大学（ETH Zurich）の量子情報理論グループ（Renato Renner）と実験物理グループ（Andreas Wallraff）が率いる研究チームは、『ネイチャー』誌に論文を発表し、史上初めて物理実験によって「完全なランダム性」——すなわち、いかなる解析方法でも常にランダムであり、予測不可能であることが証明可能なビット列——を生成し、厳密に認証することに成功したと報告した。実験装置は、2枚の超伝導量子チップから構成され、長さ30メートル、絶対零度近くまで冷却された低温パイプで接続されている。両チップは、行き来するマイクロ波光子を介して量子もつれを形成する。30メートルの物理的距離により、測定中にたとえ光速で伝わる情報でも両端間で交換できないことが保証され、ベルの不等式テストにおける「局所性」の厳格な要件を満たす。研究チームは、欠陥のある乱数生成器が生成した初期ランダム性をベルのテストに入力し、専用に設計されたアルゴリズムで測定結果の「ランダム性増幅」を行い、最終的に数学的に認証可能な完全ランダム系列を出力した。Rennerは、このブレークスルーを「尾根を越える」ことに例えた。技術的な改良により、研究チームは初めて、これまでは理論上存在したものの実験的に到達できなかった臨界点に立つことができたのだ。
これまで、ショットノイズやアバランシェフォトダイオードなどの量子物理現象に基づく乱数生成器は暗号学で広く使われてきたが、ごく微小な系統的誤差や潜在的なバックドアを数学的に排除することはできず、「実用的なランダム性」にとどまり、「認証された完全なランダム性」には至らなかった。研究チームは、この成果の長期的な意義として、デジタルセキュリティ分野において、原子時計が時間計測において果たすようなインフラの役割——物理的に認証され、他のシステムが信頼できるランダム性のソース——を提供する可能性があると述べている。潜在的な応用分野としては、機密通信の暗号化、デジタルアイデンティティ、公開ランダム性サービス（宝くじやブロックチェーンアプリケーションなど）が挙げられる。